Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы 16
1.1. Особенности строения роговицы 16
1.2. Особенности строения и физиологии прероговичной слезной пленки.
1.3. Физиологические основы исследования блеска роговицы. 26
1.4. Изменения глазной поверхности, вызванные ношением мягких контактных линз.
1.5. Изменения глазной поверхности при синдроме «сухого глаза». 33
1.6. Изменения глазной поверхности после лазерного кератомилеза.
1.7. Современные методы исследования глазной поверхности. 41
ГЛАВА II. Материал и методы исследования 49
2.1. Материал исследования. 49
2.2. Методы исследования. 50
2.2.1. Разработка устройства для регистрации и измерения отражающей способности роговицы.
2.2.2. Разработка нового метода исследования поверхности роговицы.
2.2.3. Исследование поверхности роговицы у здоровых людей. 59
2.2.4. Исследование поверхности роговицы у пациентов после ношения МКЛ.
2.2.5. Исследование поверхности роговицы у пациентов с синдромом «сухого глаза».
2.2.6. Исследование поверхности роговицы у пациентов после лазерного кератомилеза.
2.3. Метод статистического описания данных. 65
ГЛАВА III. Результаты собственных исследований 66
3.1.Результаты исследования поверхности роговицы у здоровых людей.
3.2. Результаты исследования поверхности роговицы после ношения МКЛ.
3.3. Результаты исследования поверхности роговицы у пациентов с синдромом «сухого глаза».
3.4. Результаты исследования поверхности роговицы у пациентов после лазерного кератомилёза.
Заключение 91
Выводы 96
Практические рекомендации 97
Список литературы 99
- Физиологические основы исследования блеска роговицы
- Исследование поверхности роговицы у здоровых людей
- Результаты исследования поверхности роговицы у здоровых людей
- Результаты исследования поверхности роговицы у пациентов после лазерного кератомилёза
Физиологические основы исследования блеска роговицы
Свет видимого диапазона хорошо проникает в биологические ткани и, взаимодействуя с их различными структурными и динамическими компонентами, несет информацию об изменениях, происходящих в тканях при различных заболеваниях. Такие хорошо известные в физике явления, как поглощение, дифракция, интерференция, флуоресценция, рассеивание и др., наблюдаются в биологических средах и являются источниками информации о патологических процессах (Тучин В.В., 2007).
Блеск — это характеристика поверхности, отражающей свет. Он характеризует свойства поверхности, показывающая соотношение между интенсивностью зеркально отражённого от поверхности света и диффузно рассеянного. Блеск обусловлен происходящим одновременно с диффузным отражением света зеркальным отражением (Танин Л. В., Танин А. Л., 2011).
Биологические ткани в оптике относятся к средам со сложными траекториями фотонов. Даже такая прозрачная ткань, как роговица, рассеивает свет, поэтому полное и аксиальное пропускание света различаются (Sacks Z.S., 1999). Блеск глаз является достаточно информативным показателем состояния передней поверхности роговицы, который позволяет судить не только о форме поверхности роговицы, но и об общем состоянии системы слезопродукции и слезоотведения, состоянии роговичного эпителия, изменениях в строме роговицы, гомеостазе в составе слезной жидкости (Киваев А. А., Шапиро Е. И., 2000). Блеск зависит не только от гладкости отражающей поверхности, но и от коэффициента отражения: если размер неровностей поверхности меньше длины волны падающего на нее света, то доля зеркально отражённого света по отношению к диффузному велика. Если размер неровностей поверхности намного больше длины волны (шероховатая поверхность), то велика доля диффузно отражённого света, что означает слабый (матовый) блеск. коэффициент отражения — это доля падающего на поверхность света, которая отражается от нее. Чем больше этот коэффициент, тем больше света отражается зеркально.
Принцип хода лучей, отражённых от зеркальной поверхности прост, если применять законы геометрической оптики, не учитывая волновую природу света: луч света попадает на зеркальную поверхность под углом альфа к перпендикуляру, проведённому к точке падения этого луча на зеркало. Угол отражённого луча будет равен тому же значению - альфа. При этом луч, падающий на зеркало под прямым углом, отразится сам в себя (Танин Л. В., Танин А. Л., 2011).
Изменение направления распространения света, возникающее на границе раздела двух прозрачных сред или в толще среды с непрерывно изменяющимися свойствами называется преломлением (рис. 8).
Рис. 8. Преломление и отражение света. 1 – падающий луч света; 2 – отраженный луч; 3 – преломленный луч; 4 – граница раздела двух оптических сред; и – углы падения и отражения соответственно; – угол преломления. Преломление света наблюдается, когда его скорость в контактирующих средах различается. Если рассматривать переднюю поверхность глаза как оптическую систему, то в ней можно выделить такую границу раздела сред: воздух (показатель преломления 1,00029), прероговичная слезная пленка (средний коэффициент преломления 1,33) и непосредственно поверхность роговицы (средний коэффициент преломления 1,37) (Танин Л. В., Танин А. Л., 2011). Именно здесь и возникает преломление падающего света, что вызывает отклонение отраженных световых лучей, причем степень выраженности этого явления будет напрямую зависеть от состояния роговичного эпителия и глубжележащих структур, полноты покрытия поверхности роговицы слезной пленкой и ее целостности (рис. 9).
При фотографировании отраженного роговицей блика в объектив фотокамеры попадают преимущественно зеркально отраженные лучи, что позволяет оценить состояние роговичной поверхности, сравнивая между собой интенсивность отраженного света при различных состояниях оптической системы. Одним из первых отечественных ученых, кто применил фотографирование в качестве метода исследования был профессор Военно-медицинской академии по офтальмологии с глазной клиникой Л.Г. Беллярминов, защитивший в 1886 г. докторскую диссертацию на тему «Опыт применения графического метода к исследованию движения зрачка и внутриглазного давления (при посредстве фотографии)». Из русских исследователей, изучавших физиологию органа зрения, стоит отметить многочисленные научные труды профессора В.И. Добровольского. Наиболее известны его работы по аномалиям рефракции и аккомодации, спазме аккомодации в глазах с различной рефракцией, чувствительности центральной зоны и периферии сетчатки к различным цветам. В своих трудах он показал высокую значимость фундаментальных исследований физиологических аспектов функционирования органа зрения и их диагностический потенциал.
Различные аномалии рефракции, требующие коррекции, встречаются у 0,062 % населения земного шара, что составляет примерно 48 млн. человек. При этом в качестве оптической коррекции большинство из них предпочитают ношение очков или МКЛ. В России имеется тенденция к выбору именно контактной коррекции зрения (Киваев А.А., Шапиро Е.И., 2000; Белевитин А.Б., Бойко Э.В., Даниличев В.Ф., 2010).
Однако, помимо неоспоримых преимуществ МКЛ, их длительное ношение нередко приводит к появлению осложнений, связанных с механическим повреждением роговицы, гипоксией и различными воспалительными реакциями. Это, в свою очередь, сказывается на составе СЖ и стабильности ПСП. (Киваев А.А., Лапина Л.А., 1998).
Исследование поверхности роговицы у здоровых людей
В исследовании приняло участие 64 здоровых человека (34 мужчины и 30 женщин, 128 глаз) в возрасте от 18 до 70 лет (средний возраст 39 лет). Мы выполняли измерение отражающей способности роговицы сразу после моргания, затем просили пациента в течение 15 с держать веки открытыми и повторяли фотографирование. Этого времени хватает, чтобы из-за нарушения стабильности прероговичной слезной пленки зеркальные свойства оптической системы «воздух – ПСП – поверхностный роговичный эпителий» изменились. Соответственно, менялась и контрастность отраженного поверхностью роговицы блика. Далее сравнивали между собой полученные величины контраста и проводили статистический анализ полученных результатов. Также между собой мы сравнивали отражающую способность роговицы у людей в зависимости от пола и возраста.
В эту группу испытуемых вошли 30 человек (12 мужчин и 18 женщин, 60 глаз) в возрасте от 18 до 38 лет (средний возраст составил 26 лет). Для исследования поверхности роговицы у данной группы пациентов еще до надевания МКЛ измеряли отражающую способность роговицы сразу после моргания и через 15 с, после чего испытуемые в течение 3 часов носили МКЛ «КОНКОР-38».
МКЛ «КОНКОР-38» относятся к классу полимерных гидрогелей. По классификации полимерных материалов, принятых Управлением США по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств и рекомендованных для использования в Российской Федерации, МКЛ «КОНКОР-38» относятся к I группе – неионных гидрогелей с низким содержанием влаги (меньше 50%) (Киваев А.А., Шапиро Е.И., 2000; Лещенко И.А., 2006, 2008).
МКЛ «КОНКОР-38» изготовлены из полимера 2 гидроксиэтилметакрилата – первого гидрогелиевого материала,
изобретённого О. Вихтерле в 1960 г., из которого стали изготавливаться МКЛ. Диаметр МКЛ «КОНКОР-38» составлял 14,0 – 14,3 мм, что означает полное покрытие роговицы, лимбальной области и на 1-2 мм склеры.
С целью зарегистрировать изменения состояния поверхности роговицы, вызванные ношением данных контактных линз (показатель Dk/t = 95 ед. против рекомендуемых 125 (Холден Б. с соавт., 2006)) мы повторно измеряли ее отражающую способность через 3 часа после их ношения дважды: сначала сразу после снятия МКЛ и моргания, и второй раз – через 15 с после крайнего моргания.
В данную группу испытуемых вошли 23 человека (13 мужчин и 10 женщин, 46 глаз) в возрасте от 40 до 65 лет (средний возраст составил 45 лет), страдающие ССГ средней тяжести. Диагноз и тяжесть ССГ оценивали по балльной системе на основе жалоб пациентов, наличия специфических и неспецифических симптомов, и результатов проб Ширмера I и Норна (табл. 5, 6, 7). В последствие баллы складывались, и мы определяли степень тяжести ССГ (табл. 8). В нашем исследовании принимали участие пациенты с ССГ средней тяжести (10 – 17 баллов). После исследования отражающей способности роговицы у данной группы пациентов, они проходили курс консервативной терапии в виде инстилляции в конъюнктивальную полость обоих глаз препарата Систейн Ультра на протяжении 1,5 мес. Препарат закапывали с частотой, определяющейся временем возобновления ощущения дискомфорта вплоть до 6-ти раз в сутки. Мы проводили измерение отражающей способности роговицы сразу после моргания и через 15 с вначале до лечения, а затем после курса консервативной терапии длительностью 1,5 мес.
В данную группу испытуемых вошли 35 человек (17 мужчин и 18 женщин, 70 глаза) в возрасте от 18 до 45 лет (средний возраст – 30 лет), страдающие миопией и которым был выполнен лазерный кератомилёз in situ (LASIK). Все пациенты прошли обследование по стандартной методике перед выполнением LASIK, а также все методы исследования, описанные выше.
LASIK выполнялся по стандартной технологии на установке NIDEK NC-5000 с формированием роговичного лоскута при помощи микрокератома NIDEK MRK-2000 со стандартными головками от 130 до 160 мкм и диаметром лоскута 8,5 – 9,5 мм (что соответствовало общей зоне воздействия), при этом планируемая оптическая зона составляла 6,5 – 7,0 мм. Формирование лоскута осуществлялось со стороны виска для правого глаза и со стоны носа – для левого, ножка лоскута была ориентирована на 9 и 6 часах соответственно. Параметры абляции оптической зоны роговицы зависели от исходной толщины роговицы и степени аметропии.
Учитывая характер влияния лазерного кератомилеза на морфофункциональное состояние роговицы, мы проводили исследование ее отражающей способности до операции, на следующий день, через 1 неделю и 1 мес. Каждый раз регистрировались результаты проб Ширмера I, Норна и измерения отражающей способности роговицы сразу после моргания и через 15 с. У некоторых пациентов на следующий день после операции сохранялись слабые проявления роговичного синдрома, вызванные нарушением строения передних слоев роговицы в результате формирования роговичного лоскута. Если у таких пациентов наблюдалось слезотечение и/или светобоязнь, они исключались из исследования.
Результаты исследования поверхности роговицы у здоровых людей
Нами было выявлено, что контраст отраженного роговицей блика при целой слёзной плёнке сразу после моргания статистически достоверно выше, чем через 15 секунд с момента последнего смыкания век (P 0,001) (рис. 16). Максимальные и минимальные значения величин контраста отраженного роговицей блика продемонстрированы в табл. 9. При этом мы наблюдали также некоторое различие показателей в зависимости от возраста и пола испытуемых, которое, однако, оказалось статистически недостоверным (P 0,05) (рис. 17, табл. 10). Среднее время разрыва ПСП по Норну составило 20,1+0,2 с, средний показатель общей слезопродукции (проба Ширмера I) составил 20,9+0,2 мм. Была обнаружена умеренная положительная корреляционная связь (rxy = 0,64) между контрастом блика от роговицы сразу после моргания и временем разрыва ПСП, а также сильная положительная (rxy = 0,78) между временем разрыва ПСП и контрастом блика через 15 с.
Полученные результаты показали, что отражающая способность роговицы зависит от состояния ее поверхности. При нормальной слезной пленке и отсутствии разрывов в ней, ее отражающая способность выше и полученные величины контраста больше по сравнению с теми, которые мы получили через 15 секунд с момента последнего смыкания век. Структура покрывающей роговицу слезной пленки в течение этих 15 с претерпевает изменения, вызываемые процессами дезорганизации муцинового слоя, разрывом липидного и испарением водянистой части ПСП. Это, в свою очередь, понижает ее отражающую способность, а, следовательно, и контрастность блика, что регистрируется нашим методом как положительное, статистически достоверное значение разности контрастов. Таким образом, структурные нарушения в строении ПСП меняют отражающую способность роговицы за счет изменения поверхности и толщины оптических сред с разным коэффициентом преломления света: ПСП и переднего эпителия роговицы.
Клинический пример.
Пациентка И. 32 лет. Жалоб активно не предъявляла. Острота зрения обоих глаз 1,0 (Em). Объективно: Вспомогательные органы обоих глаз без патологии. Края век, конъюнктива не гиперемированы, конъюнктивальная складка не определяется, посторонние включения отсутствуют. Роговица гладкая, прозрачная, сферичная, чувствительность не изменена. Инородные включения в ПСП отсутствуют. Передняя камера средней глубины, влага ее прозрачная. Зрачок округлой формы, 3 мм в диаметре, фотореакции живые. Хрусталик и глубжележащие среды оптически прозрачны. На глазном дне без патологии.
Проба Норна составила 21 с (OD) и 20 с (OS). Проба Ширмера I составила 22 мм (OU). Результаты измерения отражающей способности роговицы сразу после моргания и через 15 с представлены на рисунке 18: В результате обследования этой пациентки никаких данных в пользу наличия патологического процесса получено не было. Время разрыва ПСП и уровень общей слезопродукции в пределах возрастной нормы. Мы наблюдаем падение отражающей способности роговицы обоих глаз через 15 секунд с момента последнего моргания. При этом все величины контраста оказались выше среднестатистической нормы (рис. 18). Разность контрастов обоих глаз также ниже средней нормы примерно на 50% (рис. 19). Такая картина объясняется тем, что у данной пациентки за 15 с на поверхности роговицы появляются «сухие» участки, не покрытые ПСП, что усиливает эффект рассеивания отраженного роговицей света и регистрируется нами как более низкая величина контраста блика. Большая по сравнению со среднестатистической нормой разница контрастов отраженного роговицей блика сразу после моргания и через 15 с свидетельствует о высокой степени выраженности процесса дестабилизации и испарения ПСП. Учитывая нормальные показатели функциональных проб и отсутствие у пациентки жалоб и симптомов ССГ, результаты ее обследования можно отнести к варианту индивидуальной нормы. 3.2. Результаты исследования поверхности роговицы после ношения МКЛ.
Исследуя влияние ношения МКЛ «КОНКОР-38» на отражающую способность роговицы, мы выявили, что средняя контрастность отраженного роговицей блика выше до ношения МКЛ, чем сразу после их снятия через 3 часа непрерывного ношения (P 0,001) (рис. 20).
Рис. 20. Сравнение средних величин контраста отраженного роговицей блика до и после ношения МКЛ (n=60). Средние разности контрастов (после первого моргания и через 15 с) до и после ношения МКЛ статистически не различаются (средняя разница величин контраста до ношения МКЛ 0,0134+0,0019 усл. ед.; после – 0,0102+0,0048 усл. ед.; P 0,05).
Полученные результаты исследования времени разрыва ПСП до и после ношения МКЛ оказались достоверно различными (P 0,001), а показатели пробы Ширмера I существенно не изменились (P 0,05), данные представлены на рисунках 21, 22.
Таким образом, отражающая способность роговицы после ношения МКЛ падает. Это связано с ее частичным отеком вследствие механического повреждения поверхностного эпителия и возникающей гипоксией, что, в свою очередь, отрицательно сказывается на изменении состава слезной жидкости и стабильности ПСП. Разность контрастов до и после ношения МКЛ существенно не меняется. Это можно объяснить отсутствием выраженного влияния ношения МКЛ на уровень слезопродукции, что подтверждается результатами пробы Ширмера I.
Клинический пример.
Пациент М. 28 лет. Жалоб активно не предъявлял. Из анамнеза известно, что пациент ранее регулярно в течение 2-ух лет носил МКЛ двухнедельного ношения Acuvue OASIS фирмы Johnson & Johnson. Данные МКЛ относятся к I группе по классификации полимерных материалов, принятых Управлением США по контролю за качеством пищевых продуктов, медикаментов и косметических средств. Индекс Dk/t = 147 ед. В день проведения исследования пациент свои МКЛ не надевал. Острота зрения обоих глаз 0,5 с коррекцией Sph -1,5 Дптр = 1,0. Объективно: Вспомогательные органы обоих глаз без патологии. Края век, конъюнктива не гиперемированы, конъюнктивальная складка не определяется, посторонние включения отсутствуют. Роговица гладкая, прозрачная, сферичная, чувствительность не изменена. Инородные включения в ПСП отсутствуют. Передняя камера средней глубины, влага ее прозрачная. Зрачок округлой формы, 3 мм в диаметре, фотореакции живые. Хрусталик и глубжележащие среды оптически прозрачны. На глазном дне без патологии. Результаты функциональных проб представлены в таблице 11:
Результаты исследования поверхности роговицы у пациентов после лазерного кератомилёза
Нами было выявлено, что до операции контраст блика сразу после моргания был выше, чем контраст блика через 15 с (P 0,001). Похожую картину мы видим также через 1 неделю (P 0,001) и через 1 мес. (P 0,001), а вот на следующий день после операции средние величины контрастов статистически не различались (P 0,05). Сравнивая между собой контраст блика от роговицы сразу после моргания, мы обнаружили, что он возрастает по сравнению с изначальным на следующий день после операции (P 0,05), падает через 1 неделю (P 0,05), и возвращается к исходному уровню через 1 мес. (P 0,05). Средние величины контраста блика, измеренного через 15 секунд после моргания достоверно выросли лишь на следующий день после операции (P 0,001), сравнив между собой эти показатели до операции, через 1 неделю и через 1 мес., различия обнаружены не были (P 0,05) (рис. 31).
Сравнение средних величин контраста до операции, на следующий день, через 1 неделю и 1 мес.(n=70). Разница контрастов при этом падает на следующий день после операции (P 0,05) и восстанавливается до исходного уровня уже через 1 неделю. Через 1 мес.разница контрастов также не отличается от изначальной.
Измеренное нами время разрыва ПСП достоверно уменьшается лишь на следующий день после операции (P 0,001). Через 1 неделю, как и через 1 мес., результаты пробы Норна не отличаются от дооперационных (P 0,05) (рис. 32):
Сравнение среднего времени разрыва ПСП до операции, на следующий день, через 1 неделю и 1 мес. (n=70). Результаты пробы Ширмера I возрастают на следующий день после операции (P 0,001), однако, как через 1 неделю, так и через 1 мес. они статистически ниже дооперационных (P 0,05) (рис. 3):
Сравнение результатов пробы Ширмера I до операции, на следующий день, через 1 неделю и 1 мес. (n=70).
Из полученных результатов видно, что при нормальной ПСП и отсутствии разрывов в ней, ее отражающая способность выше и полученные величины контраста больше по сравнению с теми, которые мы получили через 15 с после моргания. Такую зависимость мы наблюдаем на всех этапах исследования. Сами же величины контраста меняются следующим образом: возрастают на следующий день после операции, частично падают по отношению к исходному уровню через неделю и восстанавливаются до нормальных значений через 1 мес. Это является следствием того, что у большинства пациентов на следующий день после LASIK наблюдается слабый роговичный синдром, который обуславливает повышенную слезопродукцию. Помимо этого, наличие роговичного лоскута отрицательно сказывается на способности ПСП удерживаться на глазной поверхности, что также способствует гиперлакримии. Нашим методом измерения отражающей способности роговицы это регистрируется как повышение средних значений контраста (P 0,05) и уменьшение разницы контрастов сразу после моргания и через 15 с (P 0,001). Через неделю после операции статистически значимо меняется по отношению к исходному лишь контраст блика сразу после моргания (P 0,05), контраст блика через 15 с после моргания, как и разница контрастов, статистически не отличаются от исходных (P 0,05). Такие результаты можно объяснить тем, что, несмотря на прошедшее после операции время и отсутствие клинических симптомов, у пациентов, вследствие снижения плотности роговичных нервов из-за их повреждения в процессе формирования роговичного лоскута, умеренно снижена слезопродукция, что подтверждается результатами пробы Ширмера I. Через 1 мес. мы наблюдали отсутствие статистических различий величин контраста с дооперационными показателями как сразу после моргания, так и через 15с (P 0,05). Клинический пример. Пациентка К. 29 лет. Предъявляла жалобы на низкую остроту зрения обоих глаз. Из анамнеза известно, что пациентка страдает миопией обоих глаз в течение пяти лет. Острота зрения правого глаза 0,4 с коррекцией Sph 3,5 Дптр = 1,0; левого глаза 0,3 с коррекцией Sph -4,5 Дптр = 1,0. Объективно: Вспомогательные органы обоих глаз без патологии. Края век, конъюнктива не гиперемированы, конъюнктивальная складка не определяется, посторонние включения отсутствуют. Роговица гладкая, прозрачная, сферичная, чувствительность не изменена. Инородные включения в ПСП отсутствуют. Передняя камера средней глубины, влага ее прозрачная. Зрачок округлой формы, 3 мм в диаметре, фотореакции живые. Хрусталик и глубжележащие среды оптически прозрачны. На глазном дне без патологии. Результаты функциональных проб представлены в таблице
До операции мы наблюдали нормальные значения пробы Норна и Ширмера I. Отражающая способность роговицы обоих глаз также соответствовала норме. На следующий день после LASIK пациентка пожаловалась на плохую переносимость ветра и яркого света. Время разрыва ПСП уменьшилось на 2-3 с, а результаты пробы Ширмера I увеличились на 3-4 мм. Отражающая способность роговицы обоих глаз при этом выросла как непосредственно после моргания, так и спустя 15 с, а разность контрастов оказалась ниже исходной (рис. 36).
Через 1 неделю после LASIK пациентка жалоб не предъявляла. Мы наблюдали возврат значений пробы Норна к дооперационным показателям, а результаты пробы Ширмера I оказались на 6 мм ниже, чем на следующий день после операции, и на 2-3 мм меньше исходных. Величины контраста отраженного роговицей блика уменьшились по сравнению с аналогичными на следующий день после операции и дооперационными, разность контрастов при этом достигла нормальных величин. Спустя 1 мес. после операции время разрыва ПСП по-прежнему оставалось нормальным, однако результаты пробы Ширмера I уменьшились на 3 мм по сравнению с исходными. Отражающая способность роговицы правого глаза оказалась немного ниже изначальной, а левого глаза – вернулась к дооперационному уровню.
![Фармакологическая коррекция когнитивных способностей алкоголизированных животных (экспериментальное исследование) [Электронный ресурс]](/i/i/4243/186096.png "Фармакологическая коррекция когнитивных способностей алкоголизированных животных (экспериментальное исследование) [Электронный ресурс] Мусаев Этибар Рашид оглы")